EU-Projektpartner entschlüsseln Rolle von Sauerstoff in Zellentwicklung
Forscher am Karolinska-Institut in Stockholm, die an dem von der EU finanzierten EuroStemCell-Projekt mitarbeiten, haben herausgefunden, welche Rolle Sauerstoff in der Zellentwicklung spielt. Diese Entdeckung könnte helfen, die Prozesse zu verstehen, die an der Tumorentwicklung beteiligt sind. Das Forschungsergebnis, das in der November-Ausgabe von Developmental Cell veröffentlicht wurde, hat auch Auswirkungen auf die Züchtung von Stammzellen im Labor. "Zu verstehen, wie der Körper genau das Stammzellschicksal steuert, ist eines der Hauptziele der Stammzellenforschung", erläutert der am EuroStemCell-Projekt beteiligte Forscher Urban Lendahl. Bis jetzt haben die Forscher lediglich gewusst, dass Stammzellen bei reduziertem Sauerstoffgehalt leichter als undifferenzierte Zellen wachsen können, aber sie wussten nicht, warum das so ist. Die Forscher am Karolinska-Institut haben diese Frage beantwortet und damit die molekulare Basis dieses Phänomens und die Rolle des Notch-Signalwegs in dem Prozess erklärt. Die Erforschung der Mechanismen, die die Entwicklung mehrzelliger Organismen steuern, will herausfinden, wie eine undifferenzierte Vorläuferzelle auf Entwicklungssignale reagiert und so die nächste Entwicklungsstufe erreicht. Welche Entwicklung eine Zelle durchläuft, das heißt, welches sog. Zellschicksal sie übernimmt, hängt von einem komplexen Zusammenspiel von Signalwegen ab. Auch viele menschliche Pathologien entstehen zum Teil aus der Unfähigkeit der Zellen, korrekt auf Entwicklungssignale zu reagieren. Ein evolutionär erhaltener Signalweg ist einer der im Tierreich am weitesten verbreiteten Signalwege von Zelle zu Zelle, der sog. Notch-Signalweg. Dieser Signalweg ist an unzähligen Entwicklungspfaden beteiligt und spielt in vielen menschlichen Krankheiten - von Krebs bis Herzinfarkt - eine wichtige Rolle. Die Notch-Eiweißfamilie ist ein zentraler Regulator in der Zelldifferenzierung, also wenn Stammzellen beginnen, speziellere Funktionen zu übernehmen. "Unsere Entdeckung, dass Notch-Signale die Auswirkungen des reduzierten Sauerstoffgehalts auf Gehirn- und Muskelstammzellen vermitteln, hilft den Forschern, an diesen Zellen zu arbeiten und die Mechanismen des Körpers im Labor zu replizieren. Das ist eine wichtige Vorbedingung für die Entwicklung sicherer und wirksamer klinischer Anwendungen", erklärt Dr. Lendahl. Darüber hinaus kann sich die Verbindung zwischen Notch und vermindertem Sauerstoffgehalt in der Krebsforschung als nützlich erweisen. Bestimmte Tumorarten entwickeln sich aufgrund von Mutationen in den Mechanismen, die den reduzierten Sauerstoffgehalt (Hypoxie) im Körper erkennen. Die Forschungsergebnisse der EuroStemCell-Partner können neue Einblicke in die molekularen Prozesse vermitteln, die bei der Entwicklung dieser Tumore ablaufen, das heißt sie eröffnen eventuell neue Möglichkeiten, in diese Prozesse einzugreifen. EuroStemCell ist ein Integriertes Projekt, das über seine vierjährige Laufzeit mit 11,9 Millionen Euro unter dem vorrangigen Themenbereich "Biowissenschaften, Genomik und Biotechnologie im Dienste der Gesundheit" des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) gefördert wird. Dem Konsortium gehören 14 Partner aus den verschiedensten Disziplinen an.
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